Question

【题目】某化工厂用软锰矿（含MnO2及少量Al2O3）和闪锌矿（含ZnS及少量FeS）联合生产Zn、MnO2 ， 其部分生产流程如下：

已知：过滤（Ⅱ）所得滤液是MnSO4、ZnSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3的混合液．相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0molL﹣1计算）如下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Zn（OH）2	Mn（OH）2
开始沉淀时的pH	2.7	4.0	6.4	7.7
完全沉淀时的pH	3.7	5.2	8.0	10.4

（1）加热、浸取时所加矿石均需粉碎，其目的是 ．
（2）写出FeS和MnO2和稀硫酸反应的离子方程式： ．
（3）试剂X的作用是调节溶液的pH以生成Fe（OH）3、Al（OH）3 ． pH调节的范围是 ， 试剂X可以选用（填选项字母）．
A．MnCO3 B．Na2CO3 C．Zn2（OH）2CO3 D．NH3H2O
（4）电解（Ⅴ）中阳极的电极反应式为 ．
（5）Zn和MnO2是制作电池的原料．某锌﹣锰碱性电池以KOH溶液为电解质溶液，其电池总反应式为：Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）．该电池的正极的电极反应式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）加快反应（浸取）速率
（2）2FeS+3MnO2+12H+=2Fe3++2S↓+3Mn2++6H2O
（3）5.2～6.4；AC
（4）Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+
（5）2MnO2（s）+H2O（l）+2e﹣=Mn2O3（s）+2OH﹣
【解析】解：（1）加热、浸取时所加矿石均需粉碎，其目的是：加快反应（浸取）速率，故答案：加快反应（浸取）速率；（2）FeS和MnO2和稀硫酸反应的离子方程式：2FeS+3MnO2+12H+=2Fe3++2S↓+3Mn2++6H2O，
所以答案是：2FeS+3MnO2+12H+=2Fe3++2S↓+3Mn2++6H2O；（3）试剂X的作用是调节溶液的pH以生成Fe（OH）3、Al（OH）3 ． 结合图表数据分析，选择溶液PH能使铁离子、铝离子全部沉淀，锰离子不沉淀，图表中离子开始菜单和菜单完全的溶液PH得到，pH调节的范围是：5.2～6.4，加入试剂不能引入新的杂质，试剂X可以选择，
A．MnCO3 和酸反应且不引入新的杂质，故A正确；
B．Na2CO3 和酸反应但会引入新的杂质钠离子，故B错误；
C．Zn2（OH）2CO3 和酸反应，不引入新的杂质，故C正确；
D．NH3H2O和酸反应，但会引入新的杂质铵根离子，故D错误；
所以答案是：5.2～6.4；AC；（4）电解ZnSO4、MnSO4溶液，根据溶液中离子的放电顺序，阳极反应：Mn2+﹣2e﹣+2H2O═MnO2+4H+ ， Fe作阴极，阴极反应：Zn2++2e﹣═Zn，
所以答案是：Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+；（5）根据电极反应式Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s），可知电池工作时，负极材料是Zn，发生氧化反应生成Zn（OH）2 ， 电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2 ， 正极材料为MnO2 ， 发生还原反应，电极反应式为2MnO2（s）+H2O（l）+2e﹣=Mn2O3（s）+2OH﹣ ， 电子从负极沿导线流向正极，
所以答案是：2MnO2（s）+H2O（l）+2e﹣=Mn2O3（s）+2OH﹣ ．